GZT011 智能微电网系统安装与调试.docx
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GZT011智能微电网系统安装与调试
2018年全国职业院校技能大赛
赛项申报书
赛项名称：
智能微电网系统安装与调试
赛项类别：
常规赛项□行业特色赛项
赛项组别：
中职组□高职组■
涉及的专业大类/类：
能源动力与材料大类/电力技术类、新能源发电工程类
方案设计专家组组长：
手机号码：
方案申报单位（盖章）：
全国电力职业教育教学指导委员会
方案申报负责人：
方案申报单位联络人：
联络人手机号码：
邮箱号码：
通讯地址：
邮政编码：
申报日期：
2017年9月1日
2018年全国职业院校技能大赛
竞赛项目方案
一、赛项名称
（一）赛项名称
赛项名称：
智能微电网系统安装与调试
（二）赛项设备照片
图1.1赛项设备照片
（三）赛项归属产业类型
新能源产业、先进制造产业、电子信息产业、电力产业。
（四）赛项归属专业大类
53能源动力与材料大类
5301电力技术类
530103电力系统自动化技术
530110电源变换技术与应用
530112分布式发电与微电网技术
5303新能源发电工程类
530301风力发电工程技术
530302风电系统运行与维护
530304光伏发电技术与应用
56装备制造大类
5602机电设备类
560203机电设备维修与管理
560207新能源装备技术
61电子信息大类
6101电子信息类
610117光伏工程技术
二、赛项申报专家组
三、赛项目的
该赛项于2014年和2016年由教育部高等学校电气类专业教指委、中国自动化学会、全国电力行指委联合主办第八届和第十届“三菱电机杯”全国大学生电气与自动化大赛。
至今已成功举办2届，赛项流程与竞赛内容日渐成熟。
并于2016、2017年由电力行指委举办过行指委比赛。
通过技能竞赛，促进高职院校在新能源产业发展的基础上，培养适应新能源产业发展和分布式发电技术应用需求的技术技能型人才。
推动高职院校分布式发电专业建设，展示高职院校分布式发电专业教学改革和实践成果。
提升高职院校学生的综合素质、团队合作精神。
展示高职院校学生的创新能力。
通过技能竞赛，积极推进高职院校与企业的深入合作，并谋求如何更好的与实际先进的新能源应用技术接轨，探索“能源互联网”在能源领域创新应用的途径和方法。
四、赛项设计原则
（一）赛项意义
1.智能微电网是“能源互联网”在能源领域的创新应用。
是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。
2.国家可再生能源发展规划中明确提出，分布式发电按照“因地制宜、多能互补、灵活配置、经济高效”的原则，在可再生能源资源丰富和具备多元化利用条件的地区，开展以智能电网、储能技术为支撑、新能源发挥重要作用的微电网示范工程，智能微电网已提升为国家层面战略重点建设项目。
3.赛项设置促进高职新能源类专业建设，新的高职专业目录根据行业发展需求，把原来新能源应用技术专业调整为分布式发电与微电网技术专业，电力行指委牵头组织高职院校制定专业基建设标准和课程体系，已连续多年举办“智能微电网系统安装与调试”赛项推进高职院校分布式发电与微电网技术及相关专业的建设与发展，提升新能源专业建设层次，促使院校和企业发展方向接轨，与世界先进电力技术发展接轨。
通过技能竞赛，将会进一步展示高职院校分布式发电与微电网技术专业及相关专业人才培养的特点，引领职业院校新能源专业及相关专业教学改革，促进职业院校学生的创新意识、实践能力和技术综合应用能力的培养。
（二）设计原则
1.公开、公平、公正原则：
赛项设计源于新能源类微电网的机械工程技术、电气工程技术、电力工程技术、电子工程技术和信息与通信工程技术等人员职业岗位具体要求，能够展现通用性与选手能力。
比赛过程在公平和不干扰比赛选手的前提下向公众开放，并采取部分场次比赛全过程视频直播。
在赛项组织与筹备的各环节遵循公平、公正的原则。
通过赛前公布技术平台、附件工具、技术文件、比赛样题、比赛题库等，合理设计竞赛规程、程序、标准，公开执行过程，严格命题、裁判回避制度、选手操作裁判现场打分并按手印、比赛过程与打分过程全程录像等措施，保证比赛公平、公正。
2.赛项体现了“能源互联网”在能源领域的创新应用，国家可再生能源发展规划中明确提出，分布式发电按照“因地制宜、多能互补、灵活配置、经济高效”的原则，在可再生能源资源丰富和具备多元化利用条件的地区，开展以智能电网、储能技术为支撑、新能源发挥重要作用的微电网示范工程，智能微电网已提升为国家层面战略重点建设项目；目前微电网的机械工程技术、电气工程技术、电力工程技术、电子工程技术和信息与通信工程技术等人才需求量巨大。
3.赛项体现智能微电网系统工作过程中的设计、安装、调试、排故、分析、安全与职业素养等主要内容，以实际工作任务为载体，以模块划分实施环节，综合考核高职学生团队协作完成系统工程的能力。
考核设计体现多学科、跨专业、覆盖多工种技能的特点。
4.竞赛平台贴近工业现场，融入当前行业发展的“互联网+”技术和最新的分布式发电智能微电网技术，满足职业院校在电力技术、装备制造、电子信息类专业的综合实训要求。
五、赛项方案的特色与创新点
（一）赛项方案的特色
1.赛项方案与新能源分布式发电应用技术相衔接，适应我国新能源产业在新材料、新技术的新形势下的国家战略发展需求。
2.赛项方案侧重微电网发电系统的安装和调试，对设计、检测和分析思考有一定的要求。
3.赛项方案体现微电网发电系统过程的真实性，综合了传感器、PLC、电能转换技术、模电与数电技术、电力电子技术、计算机控制技术、自动控制技术、智能仪表技术、通信技术、检测技术等多学科知识。
赛项方案侧重基础知识运用与实践能力考核，凸显高职教育特色和要求。
4.赛项平台和比赛内容涵盖真实微电网系统的各种发电和用电模式，并将各种状态下的故障形态进行展示，考核的知识点丰富。
5.赛项根据大赛制度汇编要求，细化组织安排，分工协作，并遵循节俭办赛原则。
在保证赛项过程圆满的前提下，制定合理费用预算。
（二）赛项方案的创新点
1．赛项平台提供系统的远程能源管理解决方案（REM）。
搭建REM平台，旨在提升智能电网需求侧管理特别是能源管理能力，实现对电网发电、配电用电端控制的智能化。
2．赛项方案提供微电网系统全景仿真平台。
通过对智能微电网系统全景仿真平台的搭建，提供从发电/输电/变电/配电/用电全部环节的微电网系统全景展示，以更具体、直观的形式提供教学与科研手段，将实际微电网运行项目与教学科研平台相结合。
3．赛项时间安排采用一天两赛、两次抽签、二次加密、双封闭原则，即同一天进行两场比赛，每场比赛两次抽签，每场比赛两次加密，第二场比赛选手和裁判均从第一场比赛开始就封闭的原则，在保证赛事的公平公正性同时，对裁判和选手的综合能力与应变能力提出考验。
4．赛题与评分标准均具备客观性评价条件，且裁判赛前均进行工作要求培训。
竞赛成绩评判采用裁判面对选手进行结果评分机制。
选手直接进行赛事设备操作，裁判根据选手完成情况进行客观性结果评分，并让参赛选手对评分结果疑义评价，在评分表上按手印的方式确认比赛成绩，评分过程全程录像，保证赛事公平公正。
5．赛项坚持做好赛后总结和赛后资源转换工作，并将获奖院校赛前训练大纲与训练视频和比赛过程视频、评分标准等相关资料形成整体资源包发布在公共平台供参赛院校和相关学校分享。
六、竞赛内容简介
“智能微电网系统安装与调试”赛项是为了适应新能源产业和电力产业发展，建设节能、环保、高效、可靠、稳定的现代化电网目标，推动低碳社会和经济结构调整而设计。
通过技能竞赛，促进职业院校紧贴新能源产业和电力产业发展与需求，培养产业发展需要的高技能人才，推动职业院校新能源技术应用专业及电力专业的建设。
Competitionitemof"IntelligentMicroGridSystemInstallationandAdjustment"isdesignedtoadaptforthedevelopmentofnewenergyandpowerindustry,toachieveenvironmentally-friendly,high-efficient,reliableandstablemoderngridaswellastopromoteconstructionoflow-carbonsocietyandeconomicrestructuring.Withthehelpofskillcompetition,highervocationalcollegescanhaveacomprehensiveunderstandaboutthenewestdevelopmentandrequirementinnewenergyandpowerindustry,alsocancultivatehigh-skilledtalentsneededinrelevantindustries,and,furthermore,thenewenergytechnologyapplicationmajorandrelevantmajorscanbedevelopedinhighervocationalcolleges.
赛项设备主要由发电柜、储能柜、控制与负载柜、远程监控台组成。
赛项设计侧重离网发电系统和并网发电系统的安装和调试，对设计、检测和分析思考有一定的要求。
赛项方案体现离网发电系统和并网发电系统过程的真实性，综合了光电材料、风电材料、传感器、PLC、电能转换技术、模拟电子技术和数子电子技术、电力电子技术、计算机控制技术、自动控制技术、智能仪表技术、通信技术、检测技术等多学科知识。
Disciplinesdevicewhichismainlycomposedofpowercabinets,storagecabinets,controlandloadark,remotemonitoringstation.ThecompetitionitemdesignhighlightstheinstallationandcommissioningofPVandwindpowerequipment,withcertainrequirementsfordesign,detectionandanalysisideas.ThecompetitionitemplanembodiestruthofPVandwindpowergenerationprocessandintegratesphotoelectricmaterials,windpowermaterials,sensors,PLC,conversionofelectricenergy,analogelectronicstechnology,digitalelectronicstechnology,powerelectronicstechnology,computercontroltechnology,automaticcontroltechnology,intelligentinstrumenttechnology,communicationtechnology,detectiontechnology,etc.
赛项的内容主要涉及：
Themaincontentsofthecompetitioninclude:
（1）智能微网光伏电站的组建,可调开关电源、光伏控制器、变频器、卸荷电阻、智能电表的安装、接线和测试；
Intelligentnetworkformofphotovoltaicpowerstation,adjustableswitchingpowersupply,solarcontroller,inverter,unloadingresistance,smartmetersinstallation,wiringandtesting；
（2）智能微网风电场的组建,可调开关电源、风力发电机、风力控制器、卸荷电阻、智能电表的安装、接线和测试；
Intelligenttheformationofthepiconetswindfarms,theadjustableswitchingpowersupply,windturbines,windpowercontroller,unloadingresistance,smartmetersinstallation,wiringandtesting；
（3）智能微网储能系统安装与调试
Intelligentmicronetworkstoragesysteminstallationanddebugging；
（4）智能微网控制与负载系统安装与调试
Intelligentnetworkcontrolandloadsysteminstallationanddebugging；
（5）智能微网系统的构建,双向离网逆变器、并网逆变器的安装、接线和测试,监控系统的安装与调试；
Theconstructionofintelligentnetworksystem,two-wayoff-gridinverter,gridinverterinstallation,wiringandtesting,monitoringandcontrolsysteminstallationanddebugging；
（6）后台监控软件的设计与测试；
Backgroundmonitoringsoftwaredesignandtest；
（7）微电网运行控制调试分析；
Micropowergridoperationcontroldebugginganalysis；
（8）智能微网系统的主电路设计；
Themaincircuitdesignofintelligentmicronetworksystem；
本赛项适用于分布式发电与微电网技术专业、电力技术类专业、新能源发电工程类专业、非金属材料类专业、机械设计制造类专业、机电设备类专业、自动化类专业、电子信息类专业、计算机类专业及通信类专业的高等职业院校学生，赛项采取团队比赛方式，每个参赛队由3名在籍高等职业院校同校学生组成，性别不限，每校限报一队。
每个参赛队可配备指导教师2名。
竞赛时间为4小时，包括系统安装时间、接线时间、编程时间、设计时间、调试时间及提交成果时间等。
Tradeitemisapplicabletoelectricpowertechnicalprofessional,newenergypowergenerationengineeringspecialty,non-metallicmaterials,electricalequipment,mechanicaldesignandmanufacturingengineering,electronicinformationengineering,automationengineeringandcommunicationengineering,computerengineeringmajorofhighervocationalcollegestudents,intheformofteamcompetition.Eachcompetitionteamconsistsof3enrolledstudentsfromthesamehighervocationalschoolwithoutgenderlimit.Eachcompetitionteammaybeassignedwith2instructors.Thecompetitiontimeis4h,includingthesysteminstallationtime,thewiringtime,theprogrammingtime,thedesigntime,thecommissioningtime,theresultssubmissiontime,etc.
竞赛方案、题目和评分标准由相关企业、行业和院校专家共同设计，竞赛题目以实际项目为基础，注重知识和能力并重，重点考核安装、操作和调试，体现微电网发电系统的先进技术和应用。
裁判人员由行业、企业的专家和院校具有高级职称的教师组成。
Thecompetitionplan,subjectandscoringstandardarejointlydesignedbyrelevantenterprises,industriesandexpertsfromschools.Thecompetitionsubjectisbasedonactualprojects,highlightsbothknowledgeandcapability,mainlyexaminestheinstallation,operationandcommissioningandembodiestheadvancedtechnologyofThemicrogridpowergenerationsystemanditsapplication.Thejudgesincludeexpertsfromtheindustriesandenterprisesaswellasteachersfromschoolswithseniortitles.
七、竞赛方式（含组队要求、是否邀请境外代表队参赛）
（一）竞赛以团体赛方式进行。
每个参赛队3名选手，参赛选手必须是2018年度高等职业学校全日制在籍学生或五年制高职中四至五年级（含四年级）的全日制在籍学生，不限性别，年龄须不超过25周岁，年龄计算的截止时间以比赛当年的5月1日为准。
往届全国职业院校技能大赛同类赛项中获一等奖的选手，不得参加同一项目同一组别的赛项。
（二）竞赛队伍组成：
由各省、自治区和直辖市为单位组队参赛，同一学校相同项目报名参赛队不超过1支，不得跨校组队；指导教师须为本校专兼职教师，每队限报2名指导教师。
（三）2018年本赛项不邀请国际团队参赛，欢迎境外代表队到场有序观摩。
八、竞赛时间安排与流程
（一）比赛时间安排。
比赛时间共4小时，包括系统安装时间、接线时间、编程时间、设计时间、调试时间及提交成果时间等。
具体的竞赛日期，由全国职业院校技能大赛执委会及赛区执委会统一规定，以下所列为竞赛期间的日程安排。
日期
时间
内容
地点
备注
比赛前一天
12:
00前
各参赛队报到
酒店
9:
00-10:
30
专家组工作会
学校
10:
30-12:
00
裁判员培训
学校
13:
30-14:
15
领队会、抽签
学校
场次抽签
14:
30-15:
20
选手熟悉赛场
学校
15:
30-16:
00
开赛式
学校
16:
00-20:
00
赛场封闭，预设比赛状态
学校
正式比赛当天
6:
00-6:
10
裁判赛前准备
学校
裁判安检封闭
6:
10-6:
30
第一场选手赛前准备
赛场
选手检录抽签
6:
30-7:
00
第一场入场检查
赛场
设备工具检查
7:
00-11:
00
第一场正式比赛
学校
7:
00-7:
30
第二场封闭
学校
安检检录封闭
11:
00-13:
00
第一场评分
学校
13:
00-15:
30
第二场赛前设备恢复
学校
与第一场同卷
15:
10-15:
30
第二场选手赛前准备
赛场
选手抽签
15:
30-16:
00
第二场入场检查
赛场
设备工具检查
16:
00-20:
00
第二场正式比赛
学校
20:
00-22:
00
第二场评分
学校
22:
00-23:
30
统分出成绩
学校
核查、上报、打印证书
比赛后一天
9:
00-9:
30
闭赛式
学校
点评、成绩公布
（二）比赛流程
参赛队报到——组织参赛选手赛前熟悉场地、介绍比赛规程——举办开赛式——正式比赛（期间组织观摩、交流活动、展示体验）——比赛结束（参赛队上交比赛成果）——选手演示比赛结果、评分裁判进行现场客观性结果评定——举办颁奖仪式、闭幕式——召开竞赛执行委员会总结会议。
九、竞赛试题
（一）竞赛设备描述
竞赛设备以智能微电网发电系统为载体，由发电单元、逆变单元、负载控制单元和能源管理系统组成。
1.发电单元
发电单元内部主要安装光伏发电装置和风力发电装置组成了微源系统。
其中光伏发电装置由开关电源（DC0～120V连续可调，0～20A连续可调，用以模拟光伏电池组件）、光伏控制器、智能电表、空开以及交流接触器等元件组成。
风力发电系统由变频器、交流电机、传动系统、风力发电机、风力控制器、转速传感器、卸荷电阻、智能电表、空开、接近开关（通过检测电机转速来模拟风速的检测）等元件组成。
2.逆变单元
逆变单元由蓄电池组、离网逆变器、并网逆变器、逆功率保护继电器、双电源转换开关等组成。
包含了DC48V直流母线和AC220V交流母线，微电网系统与主网的公共连接点。
其中蓄电池系统由蓄电池组、智能电表等组成。
离网逆变系统由蓄电池系统和离网逆变器组成。
并网逆变系统由微源以及并网逆变器组成。
3.负载控制单元
负载控制单元由开关电源、可编程控制器（S7200-SMART）、继电器组、远程通讯模块等元件组成控制部分，面板上设置有故障设置装置，可以设置故障；负载由重要负载和非重要负载组成（负载定义见本任务书表9.2）。
主控制器根据微电网控制策略，就运行状态和负载使用情况对整个系统的电能调度与切换。
4.远程监控台
远程监控台由计算机、组态软件组成，能够作为上位机对微电网系统的各种运行状态监控调度、各项数据汇总显示、运行策略的优化、历史数据的分析、故障判断等工作，也可以分析负载使用的能源的来源和使用智能微电网后节约的费用，是整个智能微电网的数据、状态汇集中心。
（二）工作任务
任务一：
智能微电网系统架构组建
1.智能微电网系统的安装与接线
（1）微源系统的安装与接线
微源发电系统除智能仪表的二次回路连接线及通信线未连接，微源系统其余连接线已连接好。
仪表接线：
发电单元的智能仪表二次回路连接线及通信线的接线。
要求：
接线牢靠，没有自动脱扣的隐患，电缆走线与固定方式规范。
接线要有合理的线标套管。
线标套管号码除了同1根导线两端一致外，不得与其它导线的线标套管号码重复命名（电源线除外）。
号码管在套入时，对于接线方向垂直于地面的套管，号码及字母组合读序从远离接线端至接线口；对于接线方向平行于地面的套管，号码及字母组合读序从左至右，如图9.6所示。
图9.6接线套管方向示意图
在压接接线端子时，剥开的线芯插入
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